Quale sarà il ruolo della natura in un futuro fatto di biocarburanti?
Una collaborazione scientifica USA-Paesi Bassi ha compiuto passi avanti sulla trasformazione delle coltivazioni in energia. La ricerca, finanziata dall'UE e pubblicata su Nature Cell Biology, ha chiarito alcuni aspetti della cellulosa, la molecola di cui sono costituite le cellule vegetali e che rappresenta la chiave verso la produzione di coltivazioni energetiche in futuro. Il lavoro, condotto da scienziati presso l'università di Wageningen nei Paesi Bassi e presso la Carnegie Institution for Science negli USA, è stato in parte finanziato dall'attività "Scienza e tecnologie nuove ed emergenti" (NEST) del Sesto programma quadro (6° PQ) dell'UE. Le conoscenze scientifiche sulla formazione e sui processi basilari della cellulosa sono relativamente limitate. È invece enorme il potenziale della cellulosa di contribuire allo sviluppo di biocarburanti vegetali rinnovabili. Per questo motivo, il team statunitense-olandese ha concentrato la propria ricerca sulla molecola fibrosa, per cercare di avvicinarla un po' di più alle nuove fonti di energia. "La cellulosa è la più grande riserva di idrocarboni rinnovabili al mondo," ha spiegato David Ehrhardt del Department of Plant Biology presso la Carnegie Institution e coautore dell'articolo. "Per capire come la cellulosa potrebbe essere modificata e come lo sviluppo vegetale potrebbe essere manipolato per migliorare le coltivazioni vegetali come fonti di energia efficienti, dobbiamo prima riuscire a capire i processi cellulari che creano la cellulosa e formano le pareti cellulari," ha aggiunto. Come punto di partenza, gli scienziati hanno usato i risultati di uno studio precedente (anche questo condotto dal professor Ehrhardt e il suo team), in cui erano state usate avanzate tecniche per immagini per osservare le molecole di cellulosa nell'Arabidopsis. In quello studio, il gruppo aveva creato una versione fluorescente sia dell'enzima che produce le fibre cellulosiche (cellulosa sintasi) che della proteina che costituisce i microtubuli (tubulina). Il risultato dimostrò l'esistenza di un legame tra sintesi della parete cellulare e microtubuli (fibre proteiche), ed è proprio questo legame a determinare la conformazione cellulare. Per l'attuale studio, il team ha spostato l'attenzione su come avviene l'associazione tra i complessi di sintasi cellulare e i microtubuli. Sono arrivati alla conclusione che la rete proteica alla base della cellulosa ha una doppia funzione: da una parte fornisce la base per la struttura delle pareti cellulari, dall'altra agisce come "vigile", indirizzando le molecole responsabili della crescita lì dove ce n'è bisogno. Ciò significa che ora sappiamo come gli enzimi appaiono nella posizione giusta all'interno della cellula per creare cellulosa e assicurare che le cellule della pianta abbiano la giusta forma. Le scoperte hanno anche aiutato gli scienziati ad ottenere nuove informazioni sui processi responsabili dello spostamento dei microtubuli delle piante, che essi chiamano "treadmilling". Ritengono che le stutture intracellulari che contengono cellulosa sintasi e che rimangono nei microtubuli per periodi più lunghi e in condizioni di pressione, sono collegate a questo processo; è soltanto quando viene eliminata la pressione che la cellulosa sintasi viene liberata dagli organelli alla membrana cellulare.
Paesi
Paesi Bassi, Stati Uniti